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• Discovering Modern C Plus Plus Preface

• Reasons to Learn C++

• Reasons to Read This Book

• The Beauty and the Beast

• Languages in Science and Engineering

• Typographical Conventions

• Acknowledgments

• About the Author

Chapter 1 - C++ Basics

• 1.1 - C plus plus Our First Program

• 1.2 C plus plus Variables

• 1.2.1 - C plus plus Intrinsic Types

• 1.2.2 - C plus plus Characters and C plus plus Strings

• 1.2.3 - C plus plus Declaring Variables

• 1.2.4 - C plus plus Constants
• 1.2.5 - C plus plus Literals
• 1.2.6 - C plus plus Non-narrowing Initialization
• 1.2.7 - C plus plus Scopes
• 1.3 - C plus plus Operators
• 1.3.1 - C plus plus Arithmetic Operators
• 1.3.2 - C plus plus Boolean Operators
• 1.3.3 - C plus plus Bitwise Operators
• 1.3.4 - C plus plus Assignment
• 1.3.5 - C plus plus Program Flow
• 1.3.6 - C plus plus Memory Handling
• 1.3.7 - C plus plus Access Operators
• 1.3.8 - C plus plus Type Handling
• 1.3.9 - C plus plus Error Handling
• 1.3.10 - C plus plus Overloading
• 1.3.11 - C plus plus Operator Precedence
• 1.3.12 - C plus plus Avoid Side Effects!
• 1.4 - C plus plus Expressions and Statements
• 1.4.1 - C plus plus Expressions
• 1.4.2 - C plus plus Statements
• 1.4.3 - C plus plus Branching
• 1.4.4 - C plus plus Loops
• 1.4.5 - C plus plus goto
• 1.5 - C plus plus Functions
• 1.5.1 - C plus plus Arguments
• 1.5.2 - C plus plus Returning Results
• 1.5.3 - C plus plus Inlining
• 1.5.4 - C plus plus Overloading
• 1.5.5 - C plus plus main Function
• 1.6 - C plus plus Error Handling
• 1.6.1 - C plus plus Assertions
• 1.6.2 - C plus plus Exceptions
• 1.6.3 - C plus plus Static Assertions
• 1.7 - C plus plus I/O
• 1.7.1 - C plus plus Standard Output
• 1.7.2 - C plus plus Standard Input
• 1.7.3 - C plus plus Input/Output with Files
• 1.7.4 - C plus plus Generic Stream Concept
• 1.7.5 - C plus plus Formatting
• 1.7.6 - C plus plus New Formatting
• 1.7.7 - C plus plus Dealing with I/O Errors
• 1.7.8 - C plus plus Filesystem
• 1.8 - C plus plus Arrays, Pointers, and References
• 1.8.1 - C plus plus Arrays
• 1.8.2 - C plus plus Pointers
• 1.8.3 - C plus plus Smart Pointers
• 1.8.4 - C plus plus References
• 1.8.5 - C plus plus Comparison between Pointers and References
• 1.8.6 - C plus plus Do Not Refer to Outdated Data!
• 1.8.7 - C plus plus Containers for Arrays
• 1.9 - C plus plus Structuring Software Projects
• 1.9.1 - C plus plus Comments
• 1.9.2 - C plus plus Preprocessor Directives
• 1.10 - C plus plus Exercises
• 1.10.1 - C plus plus Narrowing
• 1.10.2 - C plus plus Literals
• 1.10.3 - C plus plus Operators
• 1.10.4 - C plus plus Branching
• 1.10.5 - C plus plus Loops
• 1.10.6 - C plus plus I/O
• 1.10.7 - C plus plus Arrays and Pointers
• 1.10.8 - C plus plus Functions

Chapter 2 - C plus plus Classes

• 2.1 - C plus plus Program for Universal Meaning, Not Technical Details
• 2.2 - C plus plus Members
• 2.2.1 - C plus plus Member Variables
• 2.2.2 - C plus plus Accessibility
• 2.2.3 - C plus plus Access Operators
• 2.2.4 - C plus plus The Static Declarator for Classes
• 2.2.5 - C plus plus Member Functions
• 2.3 - C plus plus Setting Values: C plus plus Constructors and C plus plus Assignments
• 2.3.1 - C plus plus Constructors
• 2.3.2 - C plus plus Assignment
• 2.3.3 - C plus plus Initializer Lists
• 2.3.4 - C plus plus Uniform Initialization
• 2.3.5 - C plus plus Move Semantics
• 2.3.6 - C plus plus Construct Objects from Literals
• 2.4 - C plus plus Destructors
• 2.4.1 - C plus plus Implementation Rules
• 2.4.2 - C plus plus Dealing with Resources Properly
• 2.5 - C plus plus Method Generation Summary
• 2.6 - C plus plus Accessing Member Variables
• 2.6.1 - C plus plus Access Functions
• 2.6.2 - C plus plus Subscript Operator
• 2.6.3 - C plus plus Constant Member Functions
• 2.6.4 - C plus plus Reference-Qualified Members
• 2.7 - C plus plus Operator Overloading Design
• 2.7.1 - C plus plus Be Consistent!
• 2.7.2 - C plus plus Respect the Priority
• 2.7.3 - C plus plus Member or Free Function
• 2.7.4 - C plus plus Overloading Equality
• 2.7.5 - C plus plus Overloading a Spaceship
• 2.7.6 - C plus plus Explore the Type System in Overloading
• 2.8 - C plus plus Exercises
• 2.8.1 - C plus plus Polynomial
• 2.8.2 - C plus plus Rational
• 2.8.3 - C plus plus Move Assignment
• 2.8.4 - C plus plus Initializer List
• 2.8.5 - C plus plus Resource Rescue

Chapter 3 - C plus plus Generic Programming

• 3.1 - C plus plus Function Templates
• 3.1.1 - C plus plus Instantiation
• 3.1.2 - C plus plus Parameter Type Deduction
• 3.1.3 - C plus plus Dealing with Errors in Templates
• 3.1.4 - C plus plus Mixing Types
• 3.1.5 - C plus plus Uniform Initialization
• 3.1.6 - C plus plus Automatic Return Type
• 3.1.7 - C plus plus Terse Template Parameters
• 3.2 - C plus plus Namespaces and Function Lookup
• 3.2.1 - C plus plus Namespaces
• 3.2.2 - C plus plus Argument-Dependent Lookup
• 3.2.3 - C plus plus Namespace Qualification or C plus plus ADL
• 3.3 - C plus plus Class Templates
• 3.3.1 - C plus plus A Container Example
• 3.3.2 - C plus plus Designing Uniform Class and Function Interfaces
• 3.4 - C plus plus Type Deduction and Definition
• 3.4.1 - C plus plus Automatic Variable Type
• 3.4.2 - C plus plus Type of an Expression
• 3.4.3 - C plus plus decltype(auto)
• 3.4.4 - C plus plus Deduced Class Template Parameters
• 3.4.5 - C plus plus Deducing Multiple Types
• 3.4.6 - C plus plus Defining Types
• 3.5 - C plus plus Template Specialization
• 3.5.1 - C plus plus Specializing a Class for One Type
• 3.5.2 - C plus plus Specializing and Overloading Functions
• 3.5.3 - C plus plus Partial Specialization of Classes
• 3.5.4 - C plus plus Partially Specializing Functions
• 3.5.5 - C plus plus Structured Bindings with User Types
• 3.5.6 - C plus plus User-Defined Formatting
• 3.6 - C plus plus Non-Type Parameters for Templates
• 3.6.1 - C plus plus Fixed-Size Containers
• 3.6.2 - C plus plus Deducing Non-Type Parameters
• 3.7 - C plus plus Functors
• 3.7.1 - C plus plus Function-Like Parameters
• 3.7.2 - C plus plus Composing Functors
• 3.7.3 - C plus plus Recursion
• 3.7.4 - C plus plus Generic Reduction
• 3.8 - C plus plus Lambda
• 3.8.1 - C plus plus Capture
• 3.8.2 - C plus plus Generic Lambdas
• 3.9 - C plus plus Variable Templates
• 3.10 Programming with Concept(s)]]
• 3.10.1 - C plus plus Defining Concepts
• 3.10.2 - C plus plus Dispatching by Concepts
• 3.10.3 - C plus plus Concepts in Classes
• 3.10.4 - C plus plus Concept Design
• 3.11 - C plus plus Variadic Templates
• 3.11.1 - C plus plus Recursive Functions
• 3.11.2 - C plus plus Direct Expansion
• 3.11.3 - C plus plus Index Sequences
• 3.11.4 - C plus plus Folding
• 3.11.5 - C plus plus Type Generators
• 3.11.6 - C plus plus Growing Tests
• 3.12 Exercises
• 3.12.1 - C plus plus String Representation
• 3.12.2 - C plus plus String Representation of Tuples
• 3.12.3 - C plus plus Generic Stack
• 3.12.4 - C plus plus Rationals with Type Parameter
• 3.12.5 - C plus plus Iterator of a Vector
• 3.12.6 - C plus plus Odd Iterator
• 3.12.7 - C plus plus Odd Range
• 3.12.8 - C plus plus Stack of bool
• 3.12.9 - C plus plus Stack with Custom Size
• 3.12.10 - C plus plus Trapezoid Rule
• 3.12.11 - C plus plus Partial Specialization with a static Function
• 3.12.12 - C plus plus Functor
• 3.12.13 - C plus plus Lambda
• 3.12.14 - C plus plus Implement make_unique

Chapter 4 - C plus plus Libraries

• 4.1 - C plus plus Standard Template Library
• 4.1.1 - C plus plus Introductory Example
• 4.1.2 - C plus plus Iterators
• 4.1.3 - C plus plus Containers
• 4.1.4 - C plus plus Algorithms
• 4.1.5 - C plus plus Ranges
• 4.1.6 - C plus plus Parallel Computation
• 4.2 - C plus plus Numerics
• 4.2.1 - C plus plus Complex Numbers
• 4.2.2 - C plus plus Random Number Generators
• 4.2.3 - C plus plus Mathematical Special Functions
• 4.2.4 - C plus plus Mathematical Constants
• 4.3 - C plus plus Meta-programming
• 4.3.1 - C plus plus Limits
• 4.3.2 - C plus plus Type Traits
• 4.4 - C plus plus Utilities
• 4.4.1 - C plus plus optional
• 4.4.2 - C plus plus tuple
• 4.4.3 - C plus plus variant
• 4.4.4 - C plus plus any
• 4.4.5 - C plus plus string_view
• 4.4.6 - C plus plus span
• 4.4.7 - C plus plus function
• 4.4.8 - C plus plus Reference Wrapper
• 4.5 - C plus plus The Time Is Now
• 4.6 - C plus plus Concurrency
• 4.6.1 - C plus plus Terminology
• 4.6.2 - C plus plus Overview
• 4.6.3 - C plus plus thread
• 4.6.4 - C plus plus Talking Back to the Caller
• 4.6.5 - C plus plus Asynchronous Calls
• 4.6.6 - C plus plus Asynchronous Solver
• 4.6.7 - C plus plus Variadic Mutex Lock
• 4.6.8 - C plus plus Coroutines
• 4.6.9 - C plus plus Other New Concurrency Features
• 4.7 - C plus plus Scientific Libraries Beyond the Standard
• 4.7.1 - C plus plus Alternative Arithmetic
• 4.7.2 - C plus plus Interval Arithmetic
• 4.7.3 - C plus plus Linear Algebra
• 4.7.4 - C plus plus Ordinary Differential Equations
• 4.7.5 - C plus plus Partial Differential Equations
• 4.7.6 - C plus plus Graph Algorithms
• 4.8 - Exercises
• 4.8.1 - C plus plus Sorting by Magnitude
• 4.8.2 - C plus plus Finding with a Lambda as Predicate
• 4.8.3 - C plus plus STL Container
• 4.8.4 - C plus plus Complex Numbers
• 4.8.5 - C plus plus Parallel Vector Addition
• 4.8.6 - C plus plus Refactor Parallel Addition

Chapter 5 - C plus plus Meta-Programming

• 5.1 - C plus plus Let the Compiler Compute
• 5.1.1 - C plus plus Compile-Time Functions
• 5.1.2 - C plus plus Extended Compile-Time Functions
• 5.1.3 - C plus plus Primeness
• 5.1.4 - C plus plus How Constant Are Our Constants
• 5.1.5 - C plus plus Compile-Time Lambdas
• 5.2 - C plus plus Providing and Using Type Information
• 5.2.1 - C plus plus Type Traits
• 5.2.2 - C plus plus Conditional Exception Handling
• 5.2.3 - C plus plus A const-Clean View Example
• 5.2.4 - C plus plus Parameterized Rational Numbers
• 5.2.5 - C plus plus Domain-Specific Type Properties
• 5.2.6 - C plus plus enable_if
• 5.2.7 - C plus plus Variadic Templates Revised
• 5.3 - C plus plus Expression Templates
• 5.3.1 - C plus plus Simple Operator Implementation
• 5.3.2 - C plus plus An Expression Template Class
• 5.3.3 - C plus plus Generic Expression Templates
• 5.3.4 - C plus plus Copy Before It’s Stale
• 5.4 - Write Your Own Compiler Optimization
• 5.4.1 - C plus plus Classical Fixed-Size Unrolling
• 5.4.2 - C plus plus Nested Unrolling
• 5.4.3 - C plus plus Dynamic Unrolling: Warm-up
• 5.4.4 - C plus plus Unrolling Vector Expressions
• 5.4.5 - C plus plus Tuning an Expression Template
• 5.4.6 - C plus plus Tuning Reduction Operations
• 5.4.7 - C plus plus Tuning Nested Loops
• 5.4.8 - C plus plus Tuning Summary
• 5.5 - C plus plus Optimizing with Semantic Concepts
• 5.5.1 - C plus plus Semantic Tuning Requirements
• 5.5.2 - C plus plus Semantic Concept Hierarchy
• 5.6 - C plus plus Turing Completeness
• 5.7 - Exercises
• 5.7.1 - C plus plus Type Traits
• 5.7.2 - C plus plus Fibonacci Sequence
• 5.7.3 - C plus plus Meta-Program for Greatest Common Divisor
• 5.7.4 - C plus plus Rational Numbers with Mixed Types
• 5.7.5 - C plus plus Vector Expression Template
• 5.7.6 - C plus plus Meta-List

Chapter 6 - C plus plus Object-Oriented Programming

• 6.1 - C plus plus Basic Principles
• 6.1.1 - C plus plus Base and Derived Classes
• 6.1.2 - C plus plus Inheriting Constructors
• 6.1.3 - C plus plus Virtual Functions and Polymorphic Classes
• 6.1.4 - C plus plus Functors via Inheritance
• 6.1.5 - C plus plus Derived Exception Classes
• 6.2 - C plus plus Removing Redundancy
• 6.3 - C plus plus Multiple Inheritance
• 6.3.1 - C plus plus Multiple Parents
• 6.3.2 - C plus plus Common Grandparents
• 6.4 - C plus plus Dynamic Selection by Sub-typing
• 6.5 - C plus plus Conversion
• 6.5.1 - C plus plus Casting between Base and Derived Classes
• 6.5.2 - C plus plus Const-Cast
• 6.5.3 - C plus plus Reinterpretation Cast
• 6.5.4 - C plus plus Function-Style Conversion
• 6.5.5 - C plus plus Implicit Conversions
• 6.6 - C plus plus Advanced Techniques
• 6.6.1 - C plus plus CRTP
• 6.6.2 - C plus plus Type Traits with Overloading
• 6.7 - C plus plus Exercises
• 6.7.1 - C plus plus Non-redundant Diamond Shape
• 6.7.2 - C plus plus Inheritance Vector Class
• 6.7.3 - C plus plus Refactor Exceptions in Vector
• 6.7.4 - C plus plus Test for Thrown Exception
• 6.7.5 - C plus plus Clone Function Chapter 7 - [[C plus plus Scientific Projects
• 7.1 - C plus plus Implementation of ODE Solvers
• 7.1.1 - C plus plus Ordinary Differential Equations
• 7.1.2 - C plus plus Runge-Kutta Algorithms
• 7.1.3 - C plus plus Generic Implementation
• 7.1.4 - C plus plus Outlook
• 7.2 - C plus plus Creating Projects
• 7.2.1 - C plus plus Build Process
• 7.2.2 - C plus plus Build Tools
• 7.2.3 - C plus plus Separate Compilation
• 7.3 - C plus plus Modules
• 7.4 - C plus plus Some Final Words

• Appendix A Clumsy Stuff

]]

• A.1 - C plus plus More Good and Bad Scientific Software
• A.2 - C plus plus Basics in Detail
• A.2.1 - C plus plus static Variables
• A.2.2 - C plus plus More about if
• A.2.3 - C plus plus Duff’s Device
• A.2.4 - C plus plus Program Calls
• A.2.5 - C plus plus Assertion or Exception
• A.2.6 - C plus plus Binary I/O
• A.2.7 - C plus plus C-Style I/O
• A.2.8 - C plus plus Garbarge Collection
• A.2.9 - C plus plus Trouble with Macros
• A.3 - Matrix Inversion
• A.4 - C plus plus Class Details
• A.4.1 - C plus plus Pointer to Member
• A.4.2 - C plus plus More Initialization Examples
• A.4.3 - C plus plus Accessing Multi-Dimensional Data Structures
• A.5 - C plus plus Method Generation
• A.5.1 - C plus plus Automatic Generation
• A.5.2 - C plus plus Controlling the Generation
• A.5.3 - C plus plus Generation Rules
• A.5.4 - C plus plus Pitfalls and Design Guides
• A.6 - C plus plus Template Details
• A.6.1 - C plus plus Uniform Initialization
• A.6.2 - C plus plus Which Function Is Called
• A.6.3 - C plus plus Specializing for Specific Hardware
• A.6.4 - C plus plus Variadic Binary I/O
• A.7 - C plus plus More on Libraries
• A.7.1 - vector in C++03
• A.7.2 - C plus plus variant
• A.8 - C plus plus Dynamic Selection in Old Style
• A.9 - C plus plus More about Meta-Programming
• A.9.1 - C plus plus First Meta-Program in History
• A.9.2 - C plus plus Meta-Functions
• A.9.3 - C plus plus Backward-Compatible Static Assertion
• A.9.4 - C plus plus Anonymous Type Parameters
• A.10 Linking to C Code

• Appendix B Programming Tools

]]

• B.1 - C plus plus g++
• B.2 - C plus plus Debugging
• B.2.1 - C plus plus Text-Based Debugger
• B.2.2 - DDD
• B.3 - C plus plus Memory Analysis
• B.4 - C plus plus gnuplot
• B.5 - C plus plus Unix, Linux, and Mac OS

• Appendix C Language Definitions

]]

• C.1 - C plus plus Value Categories
• C.2 - C plus plus Operator Overview
• C.3 - C plus plus Conversion Rules
• C.3.1 - C plus plus Promotion
• C.3.2 - C plus plus Other Conversions
• C.3.3 - C plus plus Usual Arithmetic Conversions
• C.3.4 - C plus plus Narrowing

• C++ Bibliography

Subject Index

Fair Use Sources:

• B09HTJRJ3V, DMdrCpp, 2021